영우의 공부방

micro:bit를 이용한 초등돌봄출석관리시스템 개발
step1
학생 micro:bit
│
radio 통신
│
교사용 micro:bit
│
USB
│
PC 출석 프로그램 (Python)
│
출석파일 저장 (Excel)

[학생용]


					
					from microbit import *

					import radio


					radio.on()

					radio.config(group=1)


					student_id = "S01"


					while True:

						if button_a.was_pressed():

							radio.send(student_id)

							display.show(Image.HAPPY)

							sleep(1000)

							display.clear()

[교사용]


					from microbit import *

					import radio


					radio.on()

					radio.config(group=1)


					while True:

						msg = radio.receive()

						
						if msg:

							print(msg)

							display.show(Image.YES)

							sleep(500)

							display.clear()

[교사용관리프로그램]
pip install pyserial


					import serial

					import datetime


					ser = serial.Serial('COM3',115200)


					while True:

						data = ser.readline().decode().strip()

						
						if data:

							time = datetime.datetime.now()

							
							with open("attendance.csv","a") as f:

								f.write(f"{data},{time}\n")

								
							print("출석:", data)

step2
기능개선작업
LED 이름 표시 출석판
출석하면 멜로디 재생
지각하면 슬픈 얼굴 표시
*코드를 해석해보세요*
사용된 문법은 무엇인가요? 청소년IT경시대회 코드와의 차이점은 무엇인가요?
pip install pyserial pandas openpyxl


import serial

import datetime

import pandas as pd


# COM 포트 수정

ser = serial.Serial('COM3',115200)


# 학생 목록

students = {

"S01":"조영우",

"S02":"이성원",

"S03":"홍길동",

"S04":"홍길순"

}


attendance = {}


print("출석 시스템 시작")


while True:


    data = ser.readline().decode().strip()


    if data:


        sid, status = data.split(",")


        name = students.get(sid,"Unknown")


        now = datetime.datetime.now()

        time = now.strftime("%H:%M:%S")


        if sid not in attendance:

            attendance[sid] = {}


        if status == "IN":


            if "in" not in attendance[sid]:


                attendance[sid]["in"] = time


                if now.hour >= 14:

                    print(name,"지각")

                else:

                    print(name,"출석")


        if status == "OUT":


            attendance[sid]["out"] = time

            print(name,"하교")


        save_list = []


        for sid in attendance:


            save_list.append([

                sid,

                students.get(sid),

                attendance[sid].get("in",""),

                attendance[sid].get("out","")

            ])


        df = pd.DataFrame(save_list,columns=["학번","이름","등원","하교"])


        df.to_excel("attendance.xlsx",index=False)

step3
기능개선작업
LED 이름 표시 출석판
출석하면 멜로디 재생
import music music.play(music.POWER_UP) 지각하면 슬픈 얼굴 표시
출석 카운터하기
교실 출석판 만들기
1️⃣ micro:bit 자동 학생ID 설정 프로그램
2️⃣ 출석 GUI 프로그램 (버튼형)
3️⃣ 웹 출석 시스템
4️⃣ QR코드 출석 시스템
5️⃣ RFID 카드 출석 시스템
학생 micro:bit
↓ (radio)
교사용 micro:bit
↓ USB
라즈베리파이
↓
Python Serial 수신
↓
Flask 웹 서버
↓
웹 브라우저 (실시간 출석판)
라즈베리파이 준비
가상환경구축및 서버 구축 방법 바로가기
sudo apt update
pip install flask pyserial pandas openpyxl
플라스크 코드 수정하기


from flask import Flask, render_template, jsonify

import serial

import datetime

import threading

import json

import pandas as pd


app = Flask(__name__)


ser = serial.Serial('/dev/ttyACM0',115200)


with open("students.json","r",encoding="utf-8") as f:

    students = json.load(f)


attendance = {}


def read_serial():


    while True:


        data = ser.readline().decode().strip()


        if data:


            sid,status = data.split(",")


            name = students.get(sid,"Unknown")


            now = datetime.datetime.now()

            time = now.strftime("%H:%M:%S")


            if sid not in attendance:

                attendance[sid] = {

                    "name":name,

                    "in":"",

                    "out":"",

                    "status":""

                }


            if status == "IN":

                attendance[sid]["in"] = time

                attendance[sid]["status"] = "출석"


            if status == "OUT":

                attendance[sid]["out"] = time

                attendance[sid]["status"] = "하교"


            save_excel()


def save_excel():


    data = []


    for sid in attendance:


        a = attendance[sid]


        data.append([

            sid,

            a["name"],

            a["in"],

            a["out"],

            a["status"]

        ])


    df = pd.DataFrame(data,columns=["학번","이름","등원","하교","상태"])


    df.to_excel("attendance.xlsx",index=False)


@app.route("/")

def index():


    return render_template("index.html")


@app.route("/data")

def data():


    return jsonify(attendance)


thread = threading.Thread(target=read_serial)

thread.daemon = True

thread.start()


if __name__ == "__main__":

    app.run(host="0.0.0.0",port=5000)

추가기능
지각 표시
출석 인원 표시
스마트폰 확인
학부모용 페이지

step4
다중과목지원으로 기능 추가하기
학생 micro:bit
↓
radio 전송
↓
교사용 micro:bit
↓ USB
라즈베리파이
↓
Flask 서버
↓
과목별 출석 데이터 저장
↓ 웹 대시보드 (과목 선택)


from microbit import *

import radio


radio.on()

radio.config(group=10)


student_id = "S01"


subjects = ["MATH","SCI","ENG"]

subject_index = 0


display.scroll(subjects[subject_index])


while True:


    if button_a.is_pressed() and button_b.is_pressed():


        subject_index = (subject_index + 1) % len(subjects)

        display.scroll(subjects[subject_index])

        sleep(500)


    if button_a.was_pressed():


        msg = f"{student_id},{subjects[subject_index]},IN"

        radio.send(msg)

        display.show(Image.HAPPY)

        sleep(1000)

        display.clear()


    if button_b.was_pressed():


        msg = f"{student_id},{subjects[subject_index]},OUT"

        radio.send(msg)

        display.show(Image.SAD)

        sleep(1000)

        display.clear()


attendance = {}


def read_serial():


    while True:


        data = ser.readline().decode().strip()


        if data:


            sid,subject,status = data.split(",")


            now = datetime.datetime.now()

            time = now.strftime("%H:%M:%S")


            if subject not in attendance:

                attendance[subject] = {}


            if sid not in attendance[subject]:


                attendance[subject][sid] = {

                    "name":students.get(sid),

                    "in":"",

                    "out":"",

                    "status":""

                }


            if status == "IN":

                attendance[subject][sid]["in"] = time

                attendance[subject][sid]["status"] = "출석"


            if status == "OUT":

                attendance[subject][sid]["out"] = time

                attendance[subject][sid]["status"] = "하교"

step5
┌──────────────────────┐
│ 학생 micro:bit │
│ (학생ID + 과목 + 상태)│
└──────────┬───────────┘
│ radio
▼
┌──────────────────────┐
│ 교사용 micro:bit │
│ (radio → USB Serial) │
└──────────┬───────────┘
│ USB
▼
┌─────────────────────────────┐
│ Raspberry Pi 출석 서버 │
│ │
│ Serial 수신 서비스 │
│ ↓ │
│ 출석 처리 로직 │
│ ↓ │
│ SQLite DB 저장 │
│ ↓ │
│ Flask Web API │
└──────────┬──────────────────┘
│
▼
┌───────────────────────────┐
│ Web Dashboard │
│ │
│ 출석 현황 │
│ 과목별 조회 │
│ 지각 체크 │
│ 출석 통계 │
└──────────┬────────────────┘
│
▼
┌─────────────────────────────┐
│ 관리 기능 │
│ │
│ Excel 다운로드 │
│ 학생 관리 │
│ 시간표 관리 │
│ 출석 기록 조회 │
└─────────────────────────────┘

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